"Любящий камень"
Тела, которые долго сохраняют намагниченность, называются постоянными магнитами.
Вы наверняка знает что такое магнит и об его свойствах притягивать металлические
предметы и эта загадочная способность притягивать железо, впервые были
обнаружены у руды из месторождений вблизи города Магнезия, от него и пошло
слово "магнит". Древний Восток наделял магнит свойством любить железо. Раз
притягивает - значит, любит. И поэтому почти все восточные названия магнита
берут начало от этого свойства. Древнее китайское название магнита "чу-ши" или
"нитши-чи", что означает "любящий камень". А на французском "эман" - "любящий".
Постоянные магниты люди сначала научились добывать из природных магнитов -
магнитного железняка, а потом уже научились изготавливать из других веществ,
искусственно намагничивая их. Было замечено, что стальные предметы
после соприкосновения с постоянным магнитом - сами приобретают свойства
магнита, намагничиваются. Это явление называется магнитной поляризацией.
Если взять два одинаковых магнита, то оказывается, что магниты могут
притягиваться к друг другу, но и могут отталкиваться друг от друга.
Это поведение чем-то похоже на поведение электрически заряженных пенопластовых
шариков (см. Занятие 1), правда
натертая стеклянная палочка, хорошо притягивает мелкие бумажки, но никак
не проявляет себя с гвоздями. Магнит наоборот, очень хорошо притягивает гвоздики
и другие металлические предметы, но совершенно равнодушен к мелким бумажкам.
Еще одно удивительное свойство магнита - любой магнит имеет два полюса -
северный и южный. Одинаковые полюса отталкиваются, а разные - притягиваются.
Мы не можем получить магнит, имеющий только южный полюс или только северный.
Наша планета - тоже обладает магнитными свойствами, один ее магнитный полюс
находится рядом с северным полюсом, второй - рядом с южным. Самая древняя
"профессия" магнита - компас, в котором маленькая магнитная стрелка всегда
поворачивается так, что ее северный конец - указывает на север, а южный на юг,
как бы мы её не пытались запутать. Именно поэтому полюса магнита называют
северный полюс и южный полюс. Правда, тут есть один парадокс, на самом деле
стрелка своим магнитным полюсом должна притягиваться к южному полюсу Земли, а
южным полюсом - к северному полюсу Земли, ведь притягиваются разноименные
полюса! Так и есть, северный магнитный полюс земли находится на юге,
а южный - на севере.
Чтобы убедиться,что стрелка компаса действительно является магнитной,
достаточно поднести к компасу магнит - стрелка тут же отклониться в его сторону.
В 1820 году (200 лет назад!) датским ученым Хансом Эрстедом
было обнаружено что стрелка отклоняется и когда
рядом с компасом расположен проводник, по которому течет ток.
Проводник и стрелка ведут себя как два магнита!
Можно сказать, что вокруг проводника, по которому течет ток - возникает магнитное поле, такое же как и вокруг обычного магнита. В физике, понятие поля достаточно сложное для понимания, но нас больше интересует не само поле, а то, как оно себя проявляет. Если взять постоянный магнит и накрыть его листом бумаги, на который насыпать металлические опилки, мы увидим, что опилки образуют узор из линий:
Эти линии называются силовыми линиями. Конечно, на самом деле никаких линий нет,
просто в каждой точке пространства есть магнитное поле, которое стремится
развернуть магнитную стрелку компаса так, что она повернется вдоль этой
воображаемой силовой линии поля. Можно сказать, что в каждой точке магнитное
поле будет действовать на стрелку с некоторой силой, стремясь расположить
стрелку определенным образом, при этом стрелка покажет нам направление этой
силы. Эта сила магнитного поля называется магнитной индукцией. Так как
эта сила в каждой конкретной точке имеет вполне определенное направление, то
чаще используется понятие вектора магнитной индукции.
Вектор магнитной индукции - векторная величина, являющаяся силовой
характеристикой магнитного поля в данной точке пространства.
Вектор магнитной индукции обозначается буквой B, а единицей измерения
является [q]=1Тл (тесла), в честь изобретателя Николы Теслы.
Когда мы изучали электричество, мы выяснили, что все вещества можно
разделить на три больший группы: проводники, диэлектрики и полупроводники.
Оказалось что и к магнетизму вещества относятся по-разному, вы уже знаете,
что некоторые вещества хорошо притягиваются магнитом, а некоторые не
притягиваются вовсе. Магнитные свойства веществ можно характеризовать
"магнитной проницаемостью", физической величиной, показывающей, во сколько раз
индукция магнитного поля в веществе B больше или
меньше индукции магнитного поля в вакууме B0.
Можно сказать, что магнитная проницаемость "оценивает" взаимодействие разных
веществ с внешним магнитным полем.
Магнитная проницаемость обозначается буквой μ:
Все вещества можно разделить на три группы:
- Ферромагнетики - вещества, сильно притягивающиеся к магниту. К ним принадлежат железо, сталь, чугун, никель, кобальт, редкоземельный элемент гадолиний и некоторые сплавы. Ферромагнетики усиливают поле в сотни и тысячи раз.
- Парамагнетики - вещества, которые очень слабо притягивающиеся к магниту. К ним принадлежат алюминий, магний, олово, платина, марганец, кислород и другие. У этих веществ магнитная проницаемость немного больше чем у вакуума.
- Диамагнитные - вещества, очень слабо отталкивающиеся от магнита. К ним принадлежат цинк, ртуть, свинец, сера, медь, хлор, серебро, вода и другие. У этих веществ магнитная проницаемость немного меньше чему вакуума.
Геркон
Геркон (акроним от "герметизированный контакт") -
электромеханическое коммутационное устройство, изменяющее состояние при
воздействии магнитного поля
Фактические, геркон - это два или более контактов, размещенные внутри герметичного стеклянного баллона, которые замыкаются или размыкаются под действием магнитного поля.
Если теперь собрать схему фонарика (Занятие 3), но заменить выключатель герконом, то лампочка будет загораться только тогда, когда к геркону будет поднесен магнит.
Copyright © R9AL 2020 Все права защищены
